DC/DC輻照損傷與VDMOS器件1/f噪聲相關(guān)性研究

　　設(shè)D1、D2分別為開關(guān)S的接通時間占空比和斷開時間占空比，在輸入輸出不變的前提下，開關(guān)在a位時，電感電流平均值IL=Io=Vo／R，電感電流線性上升增量為

　　上式表明，輸出電壓隨占空比而變化，設(shè)電壓增益為M，則

　　由于占空比小于1，故M小于1，因此實現(xiàn)降壓變換。

　　由此可以看出，降壓型DC／DC轉(zhuǎn)換器的輸出與其電路開關(guān)占空比有著極為密切的關(guān)系，而在實際電路中，VDMOS和PWM等器件的性能對DC／DC轉(zhuǎn)換器有著重要影響。這些器件的抗輻照性能，國內(nèi)外已有許多研究，其中大量的實驗和理論研究表明，VDMOS在輻照后，主要電參數(shù)如閾值電壓和跨導(dǎo)均發(fā)生漂移。閾值電壓的漂移有兩種形式：對于n-VDMOS器件，閾值電壓漂移為負(fù)；對于p-VDMOS器件，閾值電壓漂移為正。跨導(dǎo)在線性區(qū)隨輻照劑量的增大而減小，其中閾值電壓的變化直接影響到電路占空比的變化，如果輸入VDMOS的交流電壓不變，則閾值電壓減小，電路接通占空比增大；反之，閾值電壓減小，電路占空比減小。本次實驗采用BUP-3W24S5普軍級的DC／DC轉(zhuǎn)換器，其內(nèi)部使用p-VDMOS與前文所提到的實驗結(jié)論完全相符。

　　除此之外，對MOSFET的1／f噪聲的相關(guān)性研究表明，1／f噪聲是表征MOSFET可靠性的一種有效方法，MOSFET電性能的變化程度可以反映在1/f噪聲的變化上。本次實驗中，對普軍級樣品內(nèi)部的VDMOS輻照前后的低頻噪聲進(jìn)行了測量，所得的B值如表1所示。

　　由表1可以看出，輻照前后，樣品內(nèi)部VDMOS的1／f噪聲擬合B值均有l(wèi)~2個數(shù)量級的增大，這一變化規(guī)律與樣品整體1／f噪聲的變化規(guī)律是一致的。

　　4 結(jié)語

　　本文通過上述分析可以看到，DC／DC轉(zhuǎn)換器在輻照前后電參數(shù)的變化可以歸結(jié)為由內(nèi)部器件所影響的開關(guān)占空比的變化，進(jìn)而歸結(jié)為其中的內(nèi)部器件如VDMOS。這樣DC／DC轉(zhuǎn)換器輻照無論是電參數(shù)還是1／f噪聲變化就歸因于同一原因，這些來源具有一致性。

　　由于影響DC／DC轉(zhuǎn)換器性能的內(nèi)部器件如VDMOS、PWM、肖特基二極管、光耦等多種器件，因此要獲得DC／DC轉(zhuǎn)換器整體與局部噪聲之間的具體關(guān)系，定量分析出內(nèi)部器件的l/f噪聲變化對整體1／f噪聲變化的影響，還需要對DC／DC轉(zhuǎn)換器內(nèi)部1／f噪聲做更多的研究、探索與分析，需要大量的實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行驗證。